空间数据的采集和质量控制第2节空间数据的地理参照系和控制.PPT

* 第2节 空间数据的地理参照系和控制基础 一、地理空间的数学建构——如何建立地球表面的几何模型 1）地球表面形态——最自然的地球表面 包括海洋底部、高山、高原在内的固体地球表面，难以用一个简洁的数学式描述。 2）相对抽象的面——大地水准面 假设一个当海水处于完全静止的平衡状态时从海平面延伸到所有大陆下部，而与 地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面。 与重力方向垂直的大地水准面不可能是一个十分规则的表面，且不能用简单的数学 公式来表达，大地水准面不能作为测量成果的计算面。 铅垂线 地球表面 水准面 大地水准面 地球椭球体 第2节 空间数据的地理参照系和控制基础 一、地理空间的数学建构——如何建立地球表面的几何模型 3）地球椭球体模型 为了测量成果计算的需要，选用一个同大地球体相近的、可以用数学方法来 表达的旋转椭球来代替地球——三轴椭球体。 a b c 1952年前采用的海福特椭球 1953年起改用克拉索夫斯基椭球 1978年后开始采用1975年国际椭球，并以此建立了我国新的、独立的大地坐标系(大地原点在陕西径阳县永乐镇) a = 6378140.0000000000m b = 6356755.2881575287m f = (a-b)/a = 1/298.257 第2节 空间数据的地理参照系和控制基础 二、地理参照系——平面系统 坐标系——确定地面点或空间目标位置所采用的参考系。 与测量相关的主要有地理坐标系和平面坐标系。 ? 地理坐标系——直接建立在球体上的地理坐标， 用经度和纬度表达地理对象位置。 对空间定位有利，但难以进行距离、方向、面积量算。 ? 笛卡儿平面坐标系——建立在平面上的直角坐标系统，用(x, y)表达地理对 象位置 便于量算和进一步的空间数据处理和分析。 x y 第2节 空间数据的地理参照系和控制基础 二、地理参照系——高程系统 坐标系——确定地面点或空间目标位置所采用的参考系。 与测量相关的主要有地理坐标系和平面坐标系。 ? 高程系统——描述空间点在垂直高度上的特性 高程——由高程基准面起算的地面点的高度。 1956年黄海高程系 1985年国家高程基准 在采用新的高程基准后，对已有地图的等高线高程的影响可忽略不计 第2节 空间数据的地理参照系和控制基础 三、GIS的地理控制基础 各种GIS的数据源、服务目的和各自特征可以不同，但均有自身统一的地理控制基础 1）地理控制基础的内容 地理控制基础是地理信息数据表示格式与规范的重要组成部分 统一的地图投影系统 统一的地理格网坐标系统（地理参照系） 统一的地理编码系统 2) 投影与坐标系： 每一种投影都与一个坐标系统相联系。投影关系着如何将图形物体显示于平面上， 坐标系统显示出地形地物所在的相对位置。 3) 统一的地图投影系统的意义： ? 为地理信息的输入、输出及匹配处理提供一个统一的定位框架 ? 使各种来源的地理信息和数据能够具有共同的地理空间基础 第2节 空间数据的地理参照系和控制基础 四、地图投影 1） 地图投影的概念及目的 将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影 ?地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算 ?地球椭球体为不可展曲面 ?地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空